Ile paneli słonecznych unosi się codziennie nad naszymi głowami? Co się stanie, jeśli porazimy grzyby prądem? Co łączy etiopskie elektrownie z krzesłami elektrycznymi? Chociaż energia elektryczna jest jednym z najlepiej zbadanych zasobów nauki i technologii, wciąż chowa w zanadrzu szalone fakty i ciekawostki, które mogą zaskoczyć nawet najbardziej zorientowanych entuzjastów. Gotowi na podróż przez labirynt nieznanych faktów? Ruszamy na przygodę do świata energii!
Powszechny dostęp do prądu zawdzięczamy dopiero wynalezieniu żarówki
W drugiej połowie XIX wieku coraz więcej fabryk i instytucji korzystało z dobrodziejstw elektryczności, jednak nikt nie planował rozpowszechnienia jej do użytku domowego. Wszystko zmieniło się wraz z wynalezieniem i opatentowaniem żarówki przez Thomasa Edisona.
Mimo wielu kontrowersji jakie narosły wokół tej postaci, Edisonowi należy przyznać jedno – w odróżnieniu od swoich kolegów po fachu zdawał sobie sprawę, że sam wynalazek to dopiero połowa sukcesu. Aby osiągnąć jego pełnię, należało jeszcze dobrze takie urządzenie sprzedać.
I tu pojawił się pierwszy problem – w tamtych czasach większość potencjalnych nabywców żarówek nie miała dostępu do prądu. Edison postanowił więc pójść za ciosem i połączyć sprzedaż oświetlenia z produkcją i dostarczaniem energii elektrycznej do indywidualnych odbiorców – hoteli, sklepów, restauracji a także zwykłych mieszkańców miast.
Plan był genialny w swojej prostocie. W końcu żarówki były i są kupowane jedynie w razie potrzeby, a za prąd trzeba płacić regularnie! W 1882 roku w Nowym Yorku uruchomiono pierwszą miejską elektrownię. Początkowo zasilała ona sieć miejską prądem o napięciu 110V, a podłączonych do niej było zaledwie 7200 żarówek w promieniu 30 kilometrów.
Z czasem zapotrzebowanie na prąd zaczęło lawinowo rosnąć. W ciągu kolejnych lat pod komendą Edisona powstało kolejne 121 elektrowni, a w celu dokładniejszego rozliczania zużycia prądu powstały pierwsze liczniki energii elektrycznej. To właśnie w tym okresie powstały również pierwsze bezpieczniki, które pozwalały ograniczyć liczbę zwarć!
Uderzenie pioruna może podwoić liczbę i rozmiar rosnących nieopodal grzybów
Z pewnością znacie powiedzenie „rosnąć jak grzyby po deszczu”! A może jednak… jak grzyby po burzy?
Duet japońskich badaczy z Iwate Biotechnology Research Center: Yuichi Sakamoto i Koichi Takaki zaobserwował, że w miejscach, nieopodal których uderzył piorun, następował gwałtowny wzrost i rozmnażanie grzybów. Podążając tym tropem, uczeni rozpoczęli serię badań w celu wyjaśnienia tego zjawiska.
Przebieg eksperymentu nie odwzorowywał jednak warunków występujących w naturze. Zamiast czaić się na prawdziwe pioruny, naukowcy postanowili razić grzyby prądem w warunkach laboratoryjnych. Jednym z podstawowych problemów badawczych było dobranie impulsu elektrycznego o odpowiedniej mocy. Słusznie założono, że bezpośrednie uderzenie pioruna byłoby dla roślin zabójcze, a ich wzrost stymulowany jest zapewne dzięki impulsom rozchodzącym się w glebie. Użyto zatem odpowiednio niższych napięć, aby następnie przetestować je na kontrolnych poletkach wysiewanych na kłodach drzewa.
Rezultat czteroletnich badań przerósł wszelkie oczekiwania! Okazało się, że aż 8 na 10 biorących udział w eksperymencie gatunków grzybów podwajało swój plon po wystawieniu na impulsy elektryczne o mocy odpowiadającej uderzeniom piorunów.
Ciekawostka: Po porażeniu prądem najszybciej rosły popularne w Japonii grzyby nameko i shiitake, które niemalże podwajały swój plon!
Dlaczego jednak grzyby rosną po kontakcie z wysokim napięciem? Tego nadal nie wiadomo! Autorzy badania przyjęli hipotezę, jakoby zwiększony wzrost i rozmnażanie grzybów miało być odpowiedzią na zagrożenie. W końcu zwiększona liczebność osobników przekłada się na większe szanse na przeżycie gatunku. Co ciekawe, podczas badania odkryto, że bezpośrednio po kontakcie z impulsem elektrycznym wydzielanie protein i enzymów w strzępce grzyba na moment ustaje, aby później ruszyć ze zdwojoną siłą.
Elektryfikacja Etiopii zaczęła się od… krzeseł elektrycznych
Elektryczność dotarła do Etiopii dopiero w 1896 roku. Ten fakt sam w sobie nie jest ciekawostką, jednak okoliczności, które wpłynęły na decyzję o sprowadzeniu jej do tego afrykańskiego państwa sprawiają, że włos jeży się na głowie. Otóż za początkami elektryfikacji Etiopii stoją… krzesła elektryczne!
To nie żart! W 1896 roku miłościwie panującego cesarza Menelika II (z imieniem też nie żartujemy!) zafascynowała nowinka techniczna, jaką było wynalezione zaledwie 5 lat wcześnie krzesło elektryczne. Władca kazał sprowadzić do kraju trzy sztuki tych machin, aby w widowiskowy sposób pozbywać się skazanych na śmierć przestępców.
Dopiero na miejscu wyszedł na jaw jeden drobny szczegół, który wcześniej umknął cesarskim urzędnikom. Okazało się, że krzesło elektryczne bez prądu traci swoją najważniejszą funkcję i na niewiele się zda w etiopskich więzieniach.
W oczekiwaniu na elektryczność jedno z krzeseł pełniło przez pewien czas zaszczytną funkcję cesarskiego tronu, a pozostałe dwa kurzyły się w pilnie strzeżonym skarbcu. W międzyczasie władca wraz z całym dworem postanowił zgłębić wiedzę na temat elektryczności. Proces ten przebiegł na tyle skutecznie, że w ciągu kolejnych lat swoich rządów silnie zmotywowany Menelik II zelektryfikował znaczną część Etiopii!
Panele słoneczne są stałym elementem baz kosmicznych i satelitów
Na długo zanim fotowoltaika wylądowała na dachach naszych domów, używano jej jako źródła zasilania w wysyłanych na podbój kosmosu satelitach! Nic w tym dziwnego – na orbicie okołoziemskiej promieniowanie słoneczne występuje przez 99% czasu!
O tym rozwiązaniu przypomniał sobie brytyjski Departament Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej poszukujący sposobów na osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 roku.
Czy zatem w najbliższym czasie mamy szansę na pozyskiwanie energii „z kosmosu”?
Jak twierdzą badacze z Frazer-Nash Consultancy Ltd., jest to całkiem możliwe! Koncepcja opiera się na technologii na umiejscowieniu na orbicie okołoziemskiej grupy wyposażonych w panele słoneczne satelit, każda z nich o średnicy 1,7 km. Jak jednak pobrać wyprodukowaną energię z paneli oddalonych od powierzchni Ziemi o dziesiątki kilometrów? Tutaj z pomocą przychodzi technologia bezprzewodowej transmisji mocy! Pozyskana energia elektryczna na bieżąco przekształcana byłaby w fale radiowe o częstotliwości od 1 do 10 GHz i przesyłana do umieszczonej na Ziemi anteny prostowniczej. Ta z kolei na powrót przemieniałaby fale w energię elektryczną. Brzmi skomplikowanie!
Wedle wstępnych obliczeń, z jednej satelity można pozyskać około 2 GW energii elektrycznej. Przeniesienie produkcji energii w kosmos podniosłoby także bezpieczeństwo kluczowej dla kraju infrastruktury energetycznej. W końcu atak na cel umieszczony na orbicie jest o wiele trudniejszy niż zorganizowanie ostrzału instalacji na Ziemi.
Na ten moment rząd Wielkiej Brytanii ma zamiar przeznaczyć 16,3 miliarda funtów na kontynuację prac nad pierwszymi „kosmicznymi elektrowniami”. Plany są ambitne, gdyż przewidują, że już za 18 lat na naszej orbicie powstałyby pierwsze takie systemy.
Pierwsza przydomowa elektrownia powstała już w XIX wieku
Dziś już nikogo nie dziwią małe instalacje fotowoltaiczne, produkujące energię na prywatne potrzeby domowników. Jednak o własnej, taniej energii ludzie marzyli już od momentu, kiedy pierwsze żarówki z pracowni Thomasa Edisona zaczęły pojawiać się w domach!
Jednym z marzycieli, który jako pierwszy zrealizował śmiały pomysł o małej, przydomowej elektrowni był urodzony w 1810 r. angielski inżynier, sir William Armstrong. Ten majętny wynalazca pochwalić się mógł bogatą karierą wynalazcy, tytułem barona, malowniczym dworkiem w Craigside i… ogromną kolekcją dzieł sztuki.
To właśnie zgromadzone w posiadłości obrazy i rzeźby stały się główną motywacją, która pchnęła Armstronga w kierunku prac nad własnym źródłem energii. Uwielbiał chwalić się swoją kolekcją podczas przyjęć i spotkań organizowanych dla angielskiej śmietanki towarzyskiej. Niestety, po zmroku detale zgromadzonych w dworku obrazów były słabo widoczne, nawet mimo dziesiątek świec oświetlających prywatną galerię. Frustracja na ten stan rzeczy rosła w baronie z miesiąca na miesiąc, jednak postępująca w odległej Ameryce elektryfikacja zaszczepiła w nim pewien śmiały pomysł…
Inspirację do stworzenia domowej elektrowni była tzw. turbina Thomsona. W celu pozyskania energii, wynalazca przemodelował i spiętrzył strumień płynący na terenie jego posiadłości w taki sposób, aby napędzał on turbinę prądotwórczą. W ten sposób powstała pierwsza na świecie hydroelektrownia, której moc wynosiła około 4 kilowatów!
Dworek z powodzeniem został zelektryfikowany oraz zaopatrzony w komplet żarówek, dzięki którym goście Armstronga w końcu mogli cieszyć się wieczorami pośród licznych dzieł sztuki. Wbrew pozorom, ta historia oświetleniu się nie kończy. Z biegiem lat posiadłość w Craigside dorobiła się windy, centralnego ogrzewanie, a nawet prototypowej zmywarki do naczyń!
Historia sir Williama Armstronga pokazuje nam, że marzenia o własnej, taniej energii nie są nowe. Przez wieki ludzie poszukiwali sposobów na wykorzystanie dostępnych zasobów w celu poprawy jakości życia i komfortu. Dzięki jego pionierskim eksperymentom z przydomową hydroelektrownią, możemy czerpać inspirację do poszukiwania nowych, zrównoważonych rozwiązań energetycznych.
Podobało się? No wiemy!
Uff, to by było na tyle! Teraz, gdy nasza podróż dobiega końca pozostaje zastanowić się nad tym, ile niespodziewanych odkryć jeszcze na nas czeka! Możemy być pewni, że odkrycia i eksperymenty nadal będą prowadzić nas w dziwne rejony nauki… Być może nie zmienią one świata, ale zawsze dostarczą nam tematów do dyskusji.
Jeśli chcesz poznać więcej ciekawostek o energii, zaobserwuj nasz fanpage! To właśnie tam dzielimy się tym, co niesamowite 😉
Tekst i opracowanie: Julia Szafran
